در این پایان نامه، تأثیر اصلاح پروفیل سردنده بر رفتار ارتعاشی و اثر افزایش سختی تکیه گاه خورشید در سیستم چرخدنده ی خورشیدی سه سیاره ای مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. مجموعه خورشیدی مشتمل بر پنج چرخدنده است که عبارتند از: یک چرخدنده ی خورشید، سه چرخدنده ی سیاره و یک چرخدنده ی رینگ، و همچنین سیستم شامل یک بازو می باشد. سیستم مزبور به صورت یک سیستم ارتعاشی هجده درجه آزادی مدل شده است که در این مدل گسسته هر چرخدنده دارای سه درجه آزادی شامل درجات آزادی در راستای عمودی، افقی و چرخشی می باشد. درگیری بین دندانه ها و تماس بین چرخدنده ها و نگهدارنده ها با استفاده از فنرهای غیرخطی و دمپرها مدلسازی شده اند. با استفاده از اصل تعادل دینامیکی معادلات به دست آورده شده اند و با استفاده از روش عددی رانج کوتا مرتبه چهار مورد تحلیل قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهند اصلاح شکل دندانه ی چرخدنده موجب کاهش ارتعاشات آشوبناک می شود. این مطالعه با نتایج تحقیقات قبلی که شامل مدل شش درجه آزادی فقط در راستای چرخش می باشد اعتبارسنجی شده است.

دستگاه های سرباره کش با توجه به کاربرد گسترده شان در سراسر جهان، یکی از مهمترین دستگاه ها در کارخانه های با ظرفیت بالا که سرباره تولید می کنند، می باشند. طراحی سرباره کش بر اساس پارامترهایی همانند وزن سرباره و شرایط کاری صورت می گیرد. طراحی فشرده و کوچک سربار کش باعث شده تا قابلیت مانور دستگاه افزایش پیدا کند ولی حساسیت آن نیز در برابر خستگی افزایش پیدا کرده است. بعضی از نقاط بحرانی شاسی سرباره کش بیشتر در معرض ترک های خستگی قرار می گیرد. در این تحقیق رشد ترک خستگی سرباره کش تحت مود اول و به صورت خستگی با سیکل زیاد به صورت تئوری و با استفاده از نرم افزار فرنک مورد بررسی قرار می گیرد. قسمت مورد تحلیل رشد ترک، یکی از پره های داخلی کمان شاسی می باشد. طول بحرانی محاسبه شده و بهینه سازی در نقاط بحرانی سرباره کش انجام می شود.

یکی از روش های جدید تولید مواد با اندازه دانه نانومتری، روش تغییر شکل شدید پلاستیک است. در این روش با اعمال کرنش های شدید به نمونه، اندازه دانه ها تا مقیاس نانومتری کاهش یافته و در مقابل خواص مکانیکی فلز بهبود چشمگیری می یابد. از آن جایی که تغییرات ابعادی ماده می تواند مانعی در مقابل میزان کرنش اعمالی باشد، لذا روش های تغییر شکل شدید به نحوی طراحی شده اند که ابعاد نمونه حین فرآیند تغییری نکند. به همین دلیل تعداد مراحل انجام فرآیند از نظر تئوری نامحدود خواهد بود. توجه به این نکته موجب ابداع روش های جدیدتر و کارآمدتر می شود. از آن جاکه روش های تغییر شکل پلاستیک شدید برای ورق ها، دارای محدودیت های بسیاری به واسطه ی ضخامت آن است، در این پایان نامه روش جدیدی در فرآیندهای تغییر شکل پلاستیک شدید با عنوان تغییر شکل پلاستیک شدید با روش رول کردن ، برای بهبود خواص مکانیکی ورق ها معرفی می شود. سپس فرآیند در نرم افزار آباکوس مدل شده و اثر پارامترهای مختلف بر آن مورد بررسی قرار می گیرد. در پایان، با مقایسه مقاومت به کشش ورق رول شده با ورق خام، دیده می شود که چگونه با اعمال یک فرآیند ساده و کم هزینه بر ورق های فلزی با ضخامت های مختلف، می توان به ورقی با استحکام بالا دست یافت، که نه تنها ابعادش تغییری نخواهد کرد، بلکه استحکام آن در تمام طول ورق به طور ثابت افزایش خواهد یافت.

لوله های حامل جریان سیال در صنایع مختلف وبخصوص صنت نفت کاربرد گسترده ای دارند. مشاهدات عینی حاکی از وجود ارتعاشات قابل توجه در قسمت هایی از لوله کشی تاسیسات چاه های نفت و گاز است که هندسه ای خمیده دارند. این ارتعاشات در اکثر مواقع با افزایش نرخ انتقال جریان، به ایجاد ناپایداری در رفتار دینامیکی سیستم می انجامد. طی این پژوهش سعی شد با الگو برداری از تاسیسات صنعت نفت و گاز، روند اصولی مطالعه ارتعاشات سیستم های piping طی شود. با ارائه فرض های منطقی و با استفاده از تئوری های اثبات شده علمی موجود، مسئله الاستو-دینامیک دردست به صورت ریاضی مدل سازی گردید. معادلات دیفرانسیل حاکم بر حرکت درون صفحه ای و برون صفحه ای لوله خمیده حامل جریان سیال با استفاده از هر دو تئوری محور مرکزی قابل اتساع و نیز غیرقابل اتساع استنتاج شد. معادلات بدست آمده با استفاده از قابلیت های نرم افزار matlab برای تحلیل مسائل المان محدود حل شد و رفتار دینامیکی درون صفحه ای یک لوله نیم دایره ای با دو انتهای کلمپ شده مورد ارزیابی قرار گرفت. حل معادلات بر اساس دو تئوری رایج محور مرکزی غیرقابل اتساع و تئوری اصلاح شده محور مرکزی غیر قابل اتساع صورت پذیرفت. نتایج حاصل همخوانی مناسبی با دستاوردهای حاصل از مطالعات پیشین نشان دادند. با اطمینان از دقت محاسبات، محدوده پایداری لوله خمیده حامل جریان سیال که تغییرات فشار داخلی در آن لحاظ گردیده بود نیز بررسی شد. نتایج بدست آمده از این بررسی نشان دادند که در نظر داشتن اثر گرادیان فشار در جریان داخلی لوله خمیده، سرعت بحرانی ایجاد ناپایداری را دستخوش تغییراتی می نماید و رفتار دینامیکی سیستم در مود اول ارتعاشی ناپایدار خواهد شد.

ارتعاشات چرخدنده سیاره ای بارهای دینامیکی تولید می کند که باعث کاهش عمر آنها و ایجاد سر و صدا می-شود. عامل اصلی ارتعاش، پارامترهای تحریکی ناشی از سختی درگیری تابع زمان در تماس متناوب بین خورشیدی-سیاره و حلقه-سیاره بوجود می آید. این پژوهش، مدلی دینامیکی برای مجموعه چرخدنده سیاره ای دو مرحله ای بر اثر بک لش ارائه می دهد. این مدل مربوط به دستگاه تراک شرکت مس ایران می باشد. در این مدل دینامیکی برای تماس خورشیدی-سیاره و حلقه-سیاره، سختی درگیری تابع زمان و بک لشدر نظر گرفته می شود.هر مولفه این مدل (خورشیدی، سیاره مرحله اول، سیاره مرحله دوم، بازو و حلقه) دارای سه درجه آزادی هستند که دو تای آنها جابجایی و یکی چرخشی می باشد، بنابراین با در نظر گرفتن سه جفت سیاره در مجموع بیست و هفت درجه آزادی دارد.معادلات حرکت خطی برای بدست آمدن فرکانس های طبیعی سیستم و معادلات غیر خطی برای بررسی تاثیر سختی تابع زمان و بک لشحل شد.همچنین معادلات غیر خطی برای بدست آوردن پاسخ زمانی سیستمبر اثر بک لش متقارن و نامتقارن حل شد.

در این پایان¬نامه تحلیل سینماتیکی و استاتیکی ربات های سه و پنج درجه آزادی موازی متقارن ارائه شده است. این تحلیل¬ها برای ربات¬های rrr-3، rsr-3، rrs-3 و rcc-3 تا به امروز انجام نشده است. ربات موازی یک مکانیزم با زنجیره¬ی سینماتیکی بسته است که سکوی متحرک به¬وسیله¬ی چند زنجیره¬ی مستقل سینماتیکی به پایه متصل می باشد. ربات های سه درجه آزادی از یک صفحه¬ی پایینی(پایه ثابت)، صفحه¬ی بالایی (مجری نهایی) و سه بازو تشکیل شده اند. ربات های پنج درجه آزادی همانند سه درجه آزادی اما با پنج بازو هستند. درجه آزادی ربات ها با استفاده از تئوری پیچه محاسبه و معادلات سینماتیک مستقیم و معکوس آن ها بیان شده اند. همچنین ماتریس ژاکوبین محاسبه و تحلیل تکینگی ربات ها صورت گرفته است. با بررسی ماتریس¬ ژاکوبین ربات¬ها این نتیجه برداشت شده است که سینماتیک ربات¬های سه درجه آزادی مورد مطالعه یکسان هستند. برای تحلیل استاتیکی، ربات ها در نرم افزار آدامز شبیه سازی شده¬اند و معادلات تعادل استاتیکی نیز نوشته شده و در نرم افزار متلب حل شده¬اند. نهایتا گشتاور موتورهای نصب شده در مفاصل عملگر در هر یک از دو نرم¬افزار محاسبه شده¬اند. با مقایسه¬ی نتایج حاصل از نرم¬افزارها صحت تحلیل تایید شده است.

در این پایان نامه، رفتار دینامیکی جرثقیل سقفی پالایشگاه مجتمع مس سرچشمه بررسی شده است. جرثقیل سقفی مورد بررسی برای فعال نگه داشتن خط تولید پالایشگاه اهمیت اساسی داشته و بدلیل کارکرد مداوم هر از چند گاهی، با از کار افتادن خود، باعث توقف خط تولید شده است. هدف این پروژه در مرحله ی اول، آنالیز نیرویی جرثقیل مذکور می باشد و در مرحله ی دوم با تحلیل نتایج، ارائه دستورالعمل فرایندی مناسبتر، برای اپراتور جرثقیل می باشد. در ابتدای کار با فرضیات ساده کننده ای، با مدلسازی دوبعدی جرثقیل سقفی در دو حالت طناب صلب و انعطاف پذیر، معادلات بیان کننده دینامیک نوسانی بار بدست آمده اند. سپس به منظور آنالیز دقیق نیرویی، جرثقیل سقفی با استفاده از روش شبیه سازی مجازی مورد مطالعه قرارگرفته است. در طی فرایند شبیه سازی، مدل کردن طناب انعطاف پذیر چالش جدی بوده،که پس از بررسی روش های مختلف، در نهایت به طرز مناسبی مدل گردیده است. برای راستی آزمایی این کار با بهره گیری از استاندارد طراحی جرثقیل، آنالیز نیرویی مجددی صورت گرفته و نتایج دو آنالیز با هم مقایسه شده اند؛که مطابقت مناسبی را نشان داده است. برای یافتن شرایط بهینه حرکتی، نحوه جابه جایی بار توسط جرثقیل سقفی دوبل پالایشگاه با توجه به امکان حرکت عرضی وطولی دستگاه، در چهار وضعیت حرکتی، بررسی شده است. با مقایسه منتجه های ناشی از حرکت، مشخص گردیده است که وضعیت قرارگیری ترولی در وسط پل باحرکت طولی، مناسبترین وضعیت برای حرکت جرثقیل می باشد. لذا توصیه شده که ابتدا ترولی بار را به مرکز پل منتقل کرده وسپس حرکت طولی انجام گیرد. زیرا در این شرایط مقدار نیروی عمودی22 درصد و مقدار نیروی عرضی83 درصد نسبت به حالت ترولی در سمت چپ، کمتر به چرخ ها وارد شده اند. همچنین با نتایج حاصل از شبیه سازی، ضرایب تصحیح دینامیکی متناسب با شرایط جرثقیل مورد بررسی، بدست آورده شده است. این شبیه سازی رهنمود ارزشمندی برای افزایش عمر مفید جرثقیل، با ایجاد توصیه هایی برای استفاده بهینه از جرثقیل سقفی توانسته فراهم کند. کلمات کلیدی: دینامیک، جرثقیل سقفی، شبیه سازی مجازی، سینماتیک، سینتیک، استاندارد طراحی جرثقیل

لوله های حامل جریان سیال به طور گسترده در صنایع نفت و گاز به کار می روند؛ در بخش بالادستی این صنایع، رشته تکمیلی تولید یا رشته لوله مغزی به منظور انتقال نفت و گاز از لایه های تولیدی مخازن هیدروکربوری به تسهیلات سرچاهی در سطح زمین مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به حجم و سرعت بالای انتقال سیال، سیستم لوله مغزی دچار ارتعاشات و ناپایداری دینامیکی شده و زمینه بروز شکست های مکانیکی ناشی از خستگی در سازه فراهم می گردد. در این پژوهش کوشش گردید؛ تا با تعریف منطقی مساله و نزدیک به شرایط واقعی، شکل اولیه ای از لوله مغزی با استفاده از تئوری های مرسوم علمی به صورت ریاضی مدل سازی شود. معادلات دیفرانسیل حاکم بر حرکت درون صفحه ای با فرضیات محور مرکزی غیر قابل اتساع و کرنش غیرخطی، با بکارگیری اصل همیلتونی استنتاج شدند. شکل گسسته معادلات حرکت سیستم نیز با استفاده از تئوری اجزاء محدود و توسعه اصل همیلتونی، حاصل شدند؛ به این ترتیب ماتریس های جرم، سختی، اثرات ژیروسکوپی، نیروهای خطی و نیروهای غیرخطی بدست آمدند. معادلات دیفرانسیل غیرخطی سیستم، حول نقطه تعادل صفر یعنی حالت مستقیم لوله مغزی خطی سازی شدند؛ سپس با توسعه برنامه کامپیوتری تحت نرم افزار متلب و اعمال شرایط مرزی دو سرگیردار، دستگاه معادلات دیفرانسیل مساله حل شدند. سپس بوسیله آنالیز انشعاب ، محدوده مناسب عوامل تاثیرگذار در پایداری سیستم همچون سرعت جریان سیال، نیروی کششی و میرایی ویسکوز سیال پیرامون لوله مغزی تعیین شد. سرعت های بحرانی جریان سیال و فرکانس های طبیعی سیستم بدست آمدند و تاثیر مثبت میرایی ویسکوز بر پایداری ارتعاشات سیستم مشخص شد.

چرخدنده های سیاره ای ساده تک مرحله ای و مرکب با توجه به عملکرد مورد نیاز ممکن است دارای چرخدنده خورشیدی ثابت یا شناور باشند. خروجی این سیستم ها عملا شرایطی بین دوران آزاد و قفل شوندگی (ثابت شدن) را خواهد داشت. در این پژوهش انعطاف پذیری خروجی سیستم بر فرکانس های طبیعی این سیستم ها بررسی شده است. سیستم دینامیکی مجموعه چرخدنده های سیاره ای به صورت مجموعه ای از جرم و فنر مدل سازی شده است. هر کدام از اجزاء شامل چرخدنده خورشیدی، چرخدنده رینگ، سیاره ها و حمل کننده سیاره ها به صورت صلب در نظر گرفته شده اند. همچنین معادلات حرکت هر کدام از اجزاء استخراج شده و فرکانس های طبیعی و مد های ارتعاشی نیز بررسی شده اند. نتایج نشان داده است که ثابت یا شناوری چرخدنده خورشیدی تاثیری بر فرکانس طبیعی اصلی (فرکانس طبیعی اول) سیستم ندارد. همچنین نتایج نشان داده است که انعطاف پذیری خروجی سیستم ها تاثیر محسوسی بر اولین و آخرین فرکانس طبیعی در هر دو سیستم چرخدنده های سیاره ای ساده تک مرحله ای و مرکب دارد.

چرخدنده های مخروطی از جمله پرکاربردترین چرخدنده ها هستند که بروز ارتعاش و صدا در آنها اجتناب ناپذیر است. یکی از مهمترین عوامل بروز ارتعاش در چرخدنده ها نوسان خطای انتقال استاتیک است. در این پژوهش با تمرکز بر این عامل سعی شده است که تاثیر این عامل تا حد ممکن کاهش یابد. چرخدنده به کمک روشی تقریبی به نام تردگولد مدل می شود. این روش می تواند دندانه ی جایگزین برای چرخدنده ی مخروطی دندانه مستقیم تولید نماید. سپس به کمک کد helical pair چرخدنده های ساده ی جایگزین ساخته شده و در نرم افزار مارک مورد تحلیل قرار می گیرد. نتایج حاصل خطای انتقال استاتیک را شامل می شوند. سپس از ابزار بهینه سازی کد استفاده می شود تا با تغییر اصلاح سر و ریشه ی دندانه بتوان مقدار مطلوب کمترین تفاضل میان بیشینه و کمینه ی خطای انتقال استاتیک را بدست آورد. نتایج حاصل از این بخش در تحلیل رفتار دینامیک چرخدنده مورد استفاده قرار می گیرد. مدل مشابه دیگری بر مبنای کمینه نمودن مقدار دامنه پاسخ های زمانی چرخدنده مخروطی دندانه مستقیم مورد تحلیل قرار می گیرد. نتایج بخوبی نشان می دهد که در مدل اول با وجود کمتر بودن نوسان خطای انتقال استاتیک نسبت به مدل دوم، رفتار دینامیکی مدل دوم بهتر است. همچنین در تحلیل رفتار دینامیکی چرخدنده مطلوب به بررسی پدیده پرش، انشعاب و تحلیل نیرویی مدل های بدون اصلاح دندانه، اصلاح شده ی مدل اول و اصلاح شده ی مدل دوم پرداخته می شود.